Наблюдения, проведённые с помощью сверхширокоугольной камеры телескопа Subaru, показали, что в глубине пояса Койпера может находиться популяция объектов, ожидающих своего открытия. Это открытие имеет важное значение для понимания формирования Солнечной системы и было получено в результате международного сотрудничества телескопа Subaru и космического аппарата New Horizons.

Космический аппарат New Horizons был запущен в 2006 году с миссией наблюдения за поверхностью внешних тел Солнечной системы с близкого расстояния. В 2015 году он совершил пролёт мимо системы Плутона, а в 2019 году — мимо одного из объектов пояса Койпера, (486958) Аррокота. New Horizons — единственный космический аппарат, который пролетел через пояс Койпера, наблюдая за объектами этого региона.

При наблюдении объектов пояса Койпера с Земли можно наблюдать их только при малых углах солнечной фазы. С другой стороны, при наблюдении объекта пояса Койпера с космического аппарата, находящегося в поясе Койпера, один и тот же объект можно наблюдать при различных углах фазы, а его отражательные характеристики можно использовать для оценки свойств поверхности объекта. Эти наблюдения может осуществить только New Horizons.

Телескоп Subaru (слева) и космический аппарат New Horizons (справа). Источник: NAOJ / Southwest Research Institute

Однако камера на космическом аппарате имеет узкое поле зрения и не может обнаружить объекты пояса Койпера самостоятельно. Тут-то и помогает телескоп Subaru. Этот телескоп использует широкоугольную камеру, чтобы обнаружить множество объектов пояса Койпера, а затем сузить список объектов, мимо которых космический аппарат может пролететь и наблюдать. Это «сотрудничество» между зондом New Horizons и телескопом Subaru началось в 2004 году.

В ходе наблюдений, проводившихся в 2004–2005 годах с помощью камеры с основным фокусом телескопа Subaru (Suprime-Cam), из-за орбитальной связи между Плутоном и космическим аппаратом область вблизи центра Млечного Пути оказалась на заднем плане области поиска объектов пояса Койпера. Хотя поиск объектов Солнечной системы с большим количеством фоновых звёзд был чрезвычайно сложным, исследовательской группе удалось обнаружить 24 объекта пояса Койпера.

К сожалению, объекты пояса Койпера, обнаруженные в ходе этого наблюдения, требуют слишком много топлива для пролёта зонда, но новые объекты на большом расстоянии могут попасть в зону досягаемости New Horizons. В 2020 году начались более глубокие наблюдения с помощью Hyper Suprime-Cam (HSC) на телескопе Subaru, и к 2023 году было обнаружено уже 239 объектов пояса Койпера.

«Самой захватывающей частью наблюдений HSC стало открытие 11 объектов на расстояниях за пределами известного пояса Койпера», — поделился член исследовательской группы доктор Фуми Ёсида из Университета наук о здоровье труда и окружающей среды и Исследовательского центра планетарных исследований Технологического института Тиба.

Многие из объектов, обнаруженных с помощью HSC, расположены на расстоянии 30–55 а.е. от Солнца и, как полагают, находятся в пределах известного пояса Койпера. Но команда не ожидала увидеть скопление объектов в области 70–90 а.е. и «долину» между 55 а.е. и 70 а.е. (где распределено лишь небольшое количество объектов). Такая «долинв» долина не была зарегистрирована в других наблюдениях.

«Возможно, что существует новая популяция объектов пояса Койпера на расстоянии 70–90 а.е. Если это подтвердится, то это станет крупным открытием. Первичная солнечная туманность была намного больше, чем считалось ранее, и это может иметь значение для изучения процесса формирования планет в нашей Солнечной системе», — говорит доктор Ёсида.

Главный исследователь миссии New Horizons доктор Алан Стерн говорит: «Это открытие, раскрывающее нечто неожиданное, новое и захватывающее в далёких уголках Солнечной системы. Это открытие, вероятно, было бы невозможно без первоклассных возможностей обсерватории Subaru».

Чтобы определить точные орбиты объектов, обнаруженных в этом исследовании, исследовательская группа продолжает наблюдения с помощью HSC. «Я думаю, что открытие далёких объектов и определение их орбитального распределения важны как ступенька к пониманию истории формирования Солнечной системы, сравнению её с экзопланетными системами и пониманию формирования планет», — добавил доктор Ёсида о значимости исследования.

В настоящее время New Horizons движется дальше, в 60 а.е. от Солнца. Исследовательская группа ожидает, что телескоп Subaru и космический аппарат New Horizons обнаружат за поясом Койпера новые объекты.

Результаты исследования будут опубликованы в двух статьях в журнале Planetary Science Journal. В настоящее время они доступны на сервере препринтов arXiv.

iXBT прочитано 5145 раз